[发明专利]钻石镀膜的制造方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻石镀膜的制造方法，应用于譬如为振动膜、修整器等钻石镀膜的应用，特别是一种可于高温热分解为底材的钻石镀膜的制造方法。

背景技术

钻石材料具有多项优秀的机械特性、强度，适合制造质量轻、刚性大的振动膜片，可应用于中、高频扬声器内。由此膜片振动频率，来产生所欲发出的声音。膜片振动频率越高，振动膜的机械强度与质量要求越严苛，使用钻石薄膜来制作振动膜可以达到此一目的。

钻石振动膜一般采用一具有预成型形状的金属或非金属的底材(可为粉体、块体或是膜片等)，供钻石薄膜于底材上成长；金属的底材因为金属热膨胀系数大，容易使附着于金属底材上的钻石薄膜于制程中或是常温下破裂。而非金属的底材热膨胀系数小于金属，可有效解决上述问题。然而一般适合化学气相沉积钻石薄膜的非金属材料却容易与碳原子结合，使得钻石薄膜难以与非金属底材脱离成为自由体，不仅于脱离时容易损耗底材，也容易使钻石薄膜有缺陷。另一方面，两者间存在的热残留应力与原子晶格不匹配性，仍会使钻石薄膜有破裂的危险。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种钻石镀膜的制造方法及其应用，可有效解决底材与钻石薄膜间的残留应力问题，并且可于制造过程中直接去除底材，形成无底材的钻石薄膜体，节省处理模具的成本。

根据本发明所揭露的一种钻石镀膜的制造方法及其应用，其采用耐热范围约为200℃～400℃的材料作为底材(如高分子材料)，并先于其上涂布转换层，然后再于转换层上涂布所需要的钻石膜，接续加热使钻石镀膜形成于转换层上，且高热也使底材热分解而去除，获得无底材的钻石薄膜体。故，由转换层的设计，提高钻石膜的披覆均匀性，且降低钻石膜与底材间热应力破裂的问题，更进一步提高钻石镀膜的机械韧性，减少组装破裂的问题。

另一方面，本发明的制造方法，除了可用以制造振动膜外，更可以用来制作修整器、化学药品承装器具、电化学分析电极(掺杂硼元素的导电钻石)、金属线抽线模具、高压水刀喷嘴、钻石圆片(Diamond wafer)、发光二极管(LED)与雷射二极管(Laser diode)的散热基板。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A～1D为本发明应用于振动膜的制作流程示意图；

图2为本发明底材的热重量分析图；

图3A～3C为本发明应用于修整器的实施状态示意图；及

图4A～4E为本发明应用于修整器的制作流程示意图。

其中，附图标记

10     底材

12     转换层

14     钻石膜

31～33 修整器

40     底材

42     转换层

44     钻石膜

46     基材

具体实施方式

根据本发明所揭露的钻石镀膜的制造方法，可应用于制作各种的钻石镀膜的制作，并无任何特殊限制的领域，请参阅图1A～1D，以振动膜为例先做详细说明。

如图1A所示，提供一个底材10，底材10为易热分解的材料，耐热温度约为200℃～400℃，譬如为高分子材料等，当然，底材10的形状配合所需要制作的振动膜来设计，底材10的厚度范围为0.1mm～30mm，其热重量分析(Thermogravimetric Analysis；TGA)图请参阅图2，当超过其热分解温度后，热重量将瞬间大幅降低，如图中所绘示，为约在400度左右。

接着于底材10上方涂布一层转换层12，如图1B所示，其用意如后详述。接续于转换层12上在披覆一层钻石膜14，请参阅图1C，由转换层12，提高钻石膜14的披覆均匀性，同时也可增加底材10在后续真空镀膜环境中的热稳定性与散热性、降低钻石膜14与底材10之间热应力破裂的问题，故，转换层12可为碳质薄膜，如类钻石(Diamond-Like Carbon；DLC)、非晶质碳(amorphouscarbon)、纳米结晶钻石(Nano-crystal diamond；NCD)、或是金属薄膜，如钼、钛、钨、铬、铜、或是陶瓷薄膜如碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)、碳化铬(CrC)、碳化钨(WC)、氮化硼(BN)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)、氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、硅碳氮化合物(SiCN)等，厚度范围约为0.01μm～100μm，钻石膜14的厚度范围为1μm～500μm。